realidade tecnolÓgica na siderurgia: evoluÇÃo, estÁgio atual e tendÊncias futuras 7 o enemet...

REALIDADE TECNOLÓGICA NA SIDERURGIA: EVOLUÇÃO, ESTÁGIO ATUAL E TENDÊNCIAS FUTURAS

7o ENEMET – ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS – 22 de Junho – SESC GUARAPARI – ES

MESA-REDONDA: INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS

7o ENEMET – ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS22 de Junho – SESC GUARAPARI – ES

1. INTRODUÇÃO1. INTRODUÇÃO

2. O PROCESSO DE DESENVOLVER 2. O PROCESSO DE DESENVOLVER PRODUTOS PRODUTOS

3. CENÁRIO ATUAL3. CENÁRIO ATUAL

4. PERFIL DOS PROFISSIONAIS4. PERFIL DOS PROFISSIONAIS

5. MENSAGEM5. MENSAGEM

SUMÁRIOSUMÁRIO



Após a descoberta dos metais e de suas Após a descoberta dos metais e de suas propriedades houve uma evolução relativamente propriedades houve uma evolução relativamente lenta dos produtos metalúrgicos até a evolução da lenta dos produtos metalúrgicos até a evolução da ciência ciência ((tentativa e erro x experiência empíricatentativa e erro x experiência empírica).).

Agora o conhecimento da estrutura e de sua Agora o conhecimento da estrutura e de sua relação com as propriedades tem revolucionado o relação com as propriedades tem revolucionado o desenvolvimento dos produtos metalúrgicos desenvolvimento dos produtos metalúrgicos ((análise científica x padronização técnicaanálise científica x padronização técnica).).




Um produto antigo ... Um produto antigo ... ... produto novo.... produto novo.





Fonte: AshbyFonte: Ashby

Materiais diferentes



1927 Chevrolet Business Coupe

1931 Ford Model A Coupe 2007 Ford Fusion

2007 Chevrolet Vectra




Produção rudimentar de ferro Produção rudimentar de ferro pelos Assíriospelos Assírios

Forja catalã de Fernando Sardinha de 1590 Forja catalã de Fernando Sardinha de 1590




Alto Forno Norte Americano AntigoAlto Forno Norte Americano Antigo Forno da Usina Esperança em Itabirito Forno da Usina Esperança em Itabirito em Minas Gerais (foto do autor)em Minas Gerais (foto do autor)




Altos fornos da real fábrica de ferro de Altos fornos da real fábrica de ferro de Ipanema em Sorocaba SPIpanema em Sorocaba SP

Forno com foles acionados Forno com foles acionados por roda d’águapor roda d’água




Alto Forno ModernoAlto Forno Moderno Desgaseificador à vácuo para Desgaseificador à vácuo para produção de aços especiaisprodução de aços especiais




Usina da POSCO em Kwangyang – Coréia do SulUsina da POSCO em Kwangyang – Coréia do Sul




O 2º metal mais produzido no mundo é o alumínio (30 milhões de toneladas em 2004)

Fonte: IISIFonte: IISI



7o ENEMET – ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS22 de Junho – SESC GUARAPARI – ES Fonte: IISIFonte: IISI [8]




Evolução do número de Evolução do número de empregados no parque empregados no parque Siderúrgico em países Siderúrgico em países tradicionais produtores de tradicionais produtores de aço.aço.

2335

1388

1019

8859 0 8

9 4 6

9 8 5

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Anos

MÃ

O D

E O

BR

A

(Mil

har

es d

e p

esso

as /

an

o)





APLICAÇÃO FINAL

PROCESSOPROPRIEDADES

ESTRUTURA



Atualmente (questão tempo x qualidade)Atualmente (questão tempo x qualidade)

Incremento no Incremento no conhecimentoconhecimento técnico-científico técnico-científico ((ESTRUTURAESTRUTURA):): Novos metais (ligas e estruturas)Novos metais (ligas e estruturas)

Aços: IF, Dual Phase, TRIP, TWIP, Inox Duplex, etc.Aços: IF, Dual Phase, TRIP, TWIP, Inox Duplex, etc.Outras ligas: Alumínio, Titânio, Superligas, etc.Outras ligas: Alumínio, Titânio, Superligas, etc.Revestimentos: Zn, Al, orgânicos (vernizes), etc.Revestimentos: Zn, Al, orgânicos (vernizes), etc.

Início da possibilidade de modelamentoInício da possibilidade de modelamento Avanço téc-científico geral (Univ. e Empresas)Avanço téc-científico geral (Univ. e Empresas)





Incremento na tecnologia do Incremento na tecnologia do produtoproduto ((PROPRIEDADESPROPRIEDADES):): Resistência mecânica, à fratura e à corrosãoResistência mecânica, à fratura e à corrosão Conformabilidade melhoradaConformabilidade melhorada Melhores soldabilidade e usinabilidadeMelhores soldabilidade e usinabilidade Controle e disponibilidade dimensionalControle e disponibilidade dimensional Garantia de forma e superfícieGarantia de forma e superfície





Incremento na tecnologia de Incremento na tecnologia de produção produção ((PROCESSOPROCESSO)):: Novos equipamentos de refino Novos equipamentos de refino

(primário e secundário dos metais)(primário e secundário dos metais) Integração lingotamento/laminaçãoIntegração lingotamento/laminação Sofisticação do controle, programação e logística Sofisticação do controle, programação e logística

(IA, redes, automação)(IA, redes, automação) Avanço nos equipamentos de conformaçãoAvanço nos equipamentos de conformação




Questão tempo x qualidade (x rastreabilidade)Questão tempo x qualidade (x rastreabilidade)

Equipes de trabalho integradas Equipes de trabalho integradas (comunicação, consenso, relacionamento)(comunicação, consenso, relacionamento)

Profundos conhecimentos na área específicaProfundos conhecimentos na área específica Conhecimentos gerais na relaçãoConhecimentos gerais na relação

processo x propriedades x estrutura x aplicaçõesprocesso x propriedades x estrutura x aplicações Contínuo aprimoramento/formação Contínuo aprimoramento/formação

(antever novos cenários e novos projetos)(antever novos cenários e novos projetos) Conhecer e acessar a Conhecer e acessar a informaçãoinformação e saber utilizá-la e saber utilizá-la




Novos produtos metalúrgicos:Novos produtos metalúrgicos: menor customenor custo (insumos, pessoal, tempo, etc.); (insumos, pessoal, tempo, etc.); maior qualidademaior qualidade

(resistência, conformabilidade, corrosão, fratura, fadiga, etc.);(resistência, conformabilidade, corrosão, fratura, fadiga, etc.); maior maior quantidadequantidade (produtividade sempre crescente !!); (produtividade sempre crescente !!); maior maior homogeneidadehomogeneidade e e rastreabilidaderastreabilidade;; maior maior sensibilidade com a atualizaçãosensibilidade com a atualização tecnológica; tecnológica; maior maior complexidade de programaçãocomplexidade de programação (protifólio de produtos maior); (protifólio de produtos maior); competiçãocompetição (corrida) a nível global; (corrida) a nível global;




Evolução dos Evolução dos requisitos obteníveis requisitos obteníveis no processo, no processo, regulamentados por regulamentados por normatização e normatização e desejados no desejados no mercado.mercado.

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0 5 10 15 20 25 30 35

Tempo

Req

uis

ito

ProcessoNormatização Mercado





Desenvolvimento de produtos: processo integradoDesenvolvimento de produtos: processo integrado




Desenvolvimento Desenvolvimento de produtos oude produtos ouadequação ?adequação ?

PROCEDIMENTO SIMILAR

Complexidade crescente



À medida que a tecnologia evolui torna-se cada vez mais À medida que a tecnologia evolui torna-se cada vez mais importante a variedade e flexibilidade de sua carteira de importante a variedade e flexibilidade de sua carteira de produtos. produtos.

A capacidade de desenvolver/adaptar produtos às novas A capacidade de desenvolver/adaptar produtos às novas necessidades está se tornando critério de competitividade.necessidades está se tornando critério de competitividade.

Entretanto, a atualização da carteira de produtos não Entretanto, a atualização da carteira de produtos não depende somente da tecnologia disponível, mas também depende somente da tecnologia disponível, mas também de de como esta tecnologia é usadacomo esta tecnologia é usada..




Os equipamentos utilizados nas empresas metalúrgicas Os equipamentos utilizados nas empresas metalúrgicas são geralmente dispendiosos e de tecnologia complexa.são geralmente dispendiosos e de tecnologia complexa.

Os investimentos costumeiramente alcançam cifras de Os investimentos costumeiramente alcançam cifras de dezenas de milhões de dólares: estes equipamentos não dezenas de milhões de dólares: estes equipamentos não podem ser simplesmente trocados a qualquer momento.podem ser simplesmente trocados a qualquer momento.

Criatividade, inovação e conhecimentoCriatividade, inovação e conhecimento são são essenciais para otimizar o uso deste valioso essenciais para otimizar o uso deste valioso patrimônio e atender aos anseios de um mercado patrimônio e atender aos anseios de um mercado cada vez mais dinâmico.cada vez mais dinâmico.





Resistência mecânicaResistência à FadigaQualidade superficial

Proteção anticorrosiva

2007 Chevrolet Vectra

2007 Ford Fusion

2007 Ford Fusion

Escala de produçãoSegurançaMeio ambienteFlexibilidade



Dutos (Resistência mecânica, à fadiga eDutos (Resistência mecânica, à fadiga eà corrosão, tenacidade, soldabilidade)à corrosão, tenacidade, soldabilidade)

Os tubos especificados pela American Petroleum Institute são produzidos segundo rígidas normas de qualidade para os tubos de aço (requisitos dos clientes)




Dutos (Potencial de crescimento dos dutos e demais áreas)Dutos (Potencial de crescimento dos dutos e demais áreas)EM OPERAÇÃO

EM CONSTRUÇÃO

EM ESTUDO

GA

SOD

UT

OS

BOLÍVIA / BRASIL

G RESERVAS DE GÁS

Mapas ilustrando a malha de gasodutos na Europa e na América do Sul




EmbalagensEmbalagens(Conformabilidade, resistência à (Conformabilidade, resistência à corrosão, superfície)corrosão, superfície)




Projeto ULSAB (Projeto ULSAB (Ultra Light Steel Auto BodyUltra Light Steel Auto Body)) Em 1994 a indústria do aço, organizou um consórcio Em 1994 a indústria do aço, organizou um consórcio

denominado projeto ULSAB (parceria com a Porsche).denominado projeto ULSAB (parceria com a Porsche). Objetivo: determinar se uma carroceria substancialmente leve, Objetivo: determinar se uma carroceria substancialmente leve,

feita de aço, poderia ser projetada.feita de aço, poderia ser projetada. Resultados:Resultados:

uso maciço de aços de alta resistência;uso maciço de aços de alta resistência; uso intensivo de uso intensivo de tailored blankstailored blanks;; uso de solda à laser euso de solda à laser e adoção do processo de hidroformação (adoção do processo de hidroformação (hydroforminghydroforming).).

Fonte: [29]




Empresas que são ponto de referência na Empresas que são ponto de referência na tecnologia siderúrgica mundial tecnologia siderúrgica mundial (investimentos em P&D por produção):(investimentos em P&D por produção):

Kobe …………..(20 US$/t) (Kobe …………..(20 US$/t) (www.kobelco.co.jp/eng/english.htmwww.kobelco.co.jp/eng/english.htm)) Voest Alpine ….(13 US$/t) (Voest Alpine ….(13 US$/t) (http://http://www.voestalpine.com/ag/en.htmlwww.voestalpine.com/ag/en.html)) ThyssenThyssen …..…(12 US$/t) ( …..…(12 US$/t) (http://www.thyssenkrupp-steel.comhttp://www.thyssenkrupp-steel.com)) JFE ……………(11 US$/t) (JFE ……………(11 US$/t) (http://www.jfe-steel.co.jp/en/index.htmlhttp://www.jfe-steel.co.jp/en/index.html)) NipponNippon …..…..(10 US$/t) ( …..…..(10 US$/t) (http://www0.nsc.co.jp/shinnihon_english/http://www0.nsc.co.jp/shinnihon_english/)) Sumitomo …….(10 US$/t) (Sumitomo …….(10 US$/t) (http://http://www.sumitomometals.co.jp/ewww.sumitomometals.co.jp/e//)) Salzgitter ……..( 9 US$/t) (Salzgitter ……..( 9 US$/t) (http://www.salzgitter-ag.dehttp://www.salzgitter-ag.de//)) Posco …………( 8 US$/t) (Posco …………( 8 US$/t) (http://www.posco.co.krhttp://www.posco.co.kr obs.:escolher idioma inglêsobs.:escolher idioma inglês)) Corus …………( 6 US$/t) (Corus …………( 6 US$/t) (http://http://www.corusgroup.comwww.corusgroup.com/en//en/)) ArcelorArcelor …..…..( 3 US$/t) ( …..…..( 3 US$/t) (http://http://www.arbed.comwww.arbed.com//))




Mais agilidade e velocidadeMais agilidade e velocidade Novas tecnologias e conceitosNovas tecnologias e conceitos Empresas “locomotivas” nas suas áreasEmpresas “locomotivas” nas suas áreas Cadeias de transferência tecnológicaCadeias de transferência tecnológica




Participação das cinco maiores empresas siderúrgicas na produção mundial de aço.Participação das cinco maiores empresas siderúrgicas na produção mundial de aço.




Brasil: A capacidade inovadora do País precisa aumentar. O sociólogo Glauco Arbix admite avanços, mas não o suficiente para tirar o Brasil da linha de fogo da concorrência de países como China e Índia. Para ele, a ausência de um programa amplo para financiamento de projetos de inovação e o alto custo dos investimentos emperram o avanço tecnológico das empresas brasileiras.

(Cleide Silva, O Estado de S. Paulo, 06/11/06)




Investimentos na Investimentos na Siderurgia Siderurgia BrasileiraBrasileira





Pesquisa ABM visando levantar o perfil daqueles Pesquisa ABM visando levantar o perfil daqueles que trabalham com o desenvolvimento de produtos que trabalham com o desenvolvimento de produtos no Brasilno Brasil((http://www.abmbrasil.com.br/produtos/pesquisa.asphttp://www.abmbrasil.com.br/produtos/pesquisa.asp))

Pesquisa ABM visando verificar entre os alunos Pesquisa ABM visando verificar entre os alunos participantes do ENEMET 2007 o conceito participantes do ENEMET 2007 o conceito “Desenvolvimento de Produtos”“Desenvolvimento de Produtos”((http://www.abmbrasil.com.br/enemet/2007/pesquisa.asphttp://www.abmbrasil.com.br/enemet/2007/pesquisa.asp))



• Praticamente 2/3 dos profissionais que responderam à pesquisa possuem algum tipo de pós-graduação, sendo ¼ de doutores (ou pós doutores);

• Não existe um setor ou vínculo direto preponderante entre as pessoas que responderam ao questionário;

• Metade dos vínculos indiretos estão concentrados em setores de laboratório, ensino e pesquisa;

• A maioria esmagadora das pessoas que trabalham com desenvolvimento de produtos lidam com aços;




• Àqueles que trabalham com metais não ferrosos, cerca de 1/5 do total, praticamente a metade trabalha com o alumínio e suas ligas;

• Apesar da metade daqueles que lidam com aços trabalharem com aços ao carbono, existe uma relativa boa distribuição entre os diferentes tipos de aços;

• Os processos de trabalho são relativamente variados, com uma pequena tendência em se concentrar em tratamentos térmicos e laminação com 1/3 do total.





Aços65%

Não ferrosos21%

Ferros Fundidos7%

Metais resistentes ao calor5%

Compósitos2%

PROFISSIONAIS (>250 Respostas)




ESTUDANTES (34 Respostas)

Aços56%Não ferrosos

22%

Ferros Fundidos4%

Metais resistentes ao calor10%

Compósitos8%



O desenvolvimento de produtos é tarefa O desenvolvimento de produtos é tarefa dinâmica, evolutiva, desafiadora...dinâmica, evolutiva, desafiadora...

5. MENSAGEM5. MENSAGEM

...mas necessária ao desenvolvimento do ...mas necessária ao desenvolvimento do país, de nossas instituições e de nós país, de nossas instituições e de nós mesmos !mesmos !

realidade tecnolÓgica na siderurgia: evoluÇÃo, estÁgio atual e tendÊncias futuras 7 o enemet...

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